Question

草酸（H₂C₂O₄）是一種二元弱酸，主要用作還原劑和漂白劑．草酸的鹽可用作堿土金屬離子的廣譜沉淀劑．
（1）40℃時(shí)將一定體積的0.1mol/L H₂C₂O₄溶液與一定體積0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，分別完成了下表中①②組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?zhí)顚懕碇锌崭瘢?br />

	溫度	v（H2C2O4）	v（KMnO4）	KMnO4褪色時(shí)間
①組	40℃	10ml	10ml	40s
②組	40℃	20ml	20ml

寫出上述化學(xué)反應(yīng)的離子方程式

 

；其中②組實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

 N_A．
（2）用甲基橙作指示劑，通過酸堿滴定可測(cè)定草酸溶液濃度．甲基橙是一種常用的酸堿指示劑，甲基橙（用化學(xué)式HIn表示）本身就是一種有機(jī)弱酸，其電離方程式為：HIn═H⁺+In^-，其變色情況為：pH＜3.1顯紅色，3.1＜pH＜4.4顯橙色，pH＞4.4顯黃色．則酸根離子In^-的顏色是

 

．甲基橙的酸性與草酸相比，

 

（填前者強(qiáng)、前者弱、十分接近、無法判斷）．
（3）常溫下有pH均為3的鹽酸和草酸溶液各10ml，加水稀釋，在答題卷上畫出稀釋過程中[兩種溶液中c（H⁺）變化趨勢(shì)的示意圖，并作必要的標(biāo)注．
（4）常溫下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-6，已知當(dāng)溶液中某離子的濃度≤10^-5mol/L時(shí)可認(rèn)為該離子已沉淀完全．現(xiàn)為了沉淀100mL 0.1mol/L MgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100mL 1mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液，Mg²⁺

 

（填“是”或“否”）已沉淀完全．

Answer 1

考點(diǎn)：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）反應(yīng)速率與溫度、濃度都成正比，根據(jù)氧化還反應(yīng)去寫離子方程式，注意草酸是弱酸，并結(jié)合兩者的量； 
（2）草酸抑制甲基橙電離，堿促進(jìn)甲基橙電離，草酸溶液呈酸性，則溶液呈紅色，加入堿時(shí)，堿和草酸反應(yīng)促進(jìn)甲基橙電離，溶液呈黃色；
根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸分析；
（3）pH相等的鹽酸和草酸，草酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，加水稀釋促進(jìn)草酸電離，則在電離過程中，草酸中氫離子濃度大于鹽酸；
（4）根據(jù)c（Mg²⁺）?c（C₂O₄^2-）與溶度積常數(shù)相對(duì)大小判斷是否完全沉淀，如果c（Mg²⁺）?c（C₂O₄^2-）小于溶度積常數(shù)，則完全沉淀．

解答： 解：（1）反應(yīng)速率與溫度、濃度都成正比，二者的溫度和濃度都相等，則反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)速率相等，則褪色時(shí)間相等，酸性高錳酸鉀和草酸反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水，離子反應(yīng)方程式為：6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O，因?yàn)榈润w積兩者反應(yīng)高錳酸鉀不足，所以根據(jù)高錳酸鉀求電子轉(zhuǎn)移，
2 MnO₄^-～10 N_A，所以0.01mol/L×20ml×10^-3=2×10^-4mol，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：2×10^-4×10 N_A=2×10^-3 N_A，
故答案為：40s；6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；2×10^-3； 
（2）甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，小于3.1時(shí)顯紅色，大于4.4時(shí)顯黃色，根據(jù)甲基橙的電離方程式可知，當(dāng)溶液堿性增強(qiáng)時(shí)平衡是向正反應(yīng)方向移動(dòng)的，所以該酸根的顏色是顯黃色的，因?yàn)椴菟徕c溶液水解顯堿性，此時(shí)甲基橙顯黃色，若草酸的酸性弱于甲基橙的，則在草酸溶液中甲基橙顯黃色，所以通過顏色的變化無法判斷滴定終點(diǎn)，因此草酸的酸性要強(qiáng)于甲基橙的，這樣在滴定過程中顏色才能發(fā)生變化，
故答案為：黃色；前者弱；
（3）鹽酸是強(qiáng)酸，草酸是弱酸，存在電離平衡，所以在稀釋過程中鹽酸中氫離子的濃度始終小于草酸中氫離子的濃度．但當(dāng)無限稀釋時(shí)二者的PH均要無限接近7，所以其圖象為，故答案為：；
（4）100mL 0.1mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺的物質(zhì)的量是0.01mol，100 mL0.1 mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液的物質(zhì)的量也是0.01mol，即二者恰好反應(yīng)．根據(jù)溶解平衡MgC₂O₄（s）?Mg²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq）可知c（Mg²⁺）?c（C₂O₄^2-）=K_sp=8.1×10^-5，因?yàn)閏（Mg²⁺）=c（C₂O₄^2-），所以c（Mg²⁺）=（8.1×10^-5）^-1/2=9×10^-3 mol/L＞10^-5 mol/L，故Mg²⁺未沉淀完全，故答案為：否．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、難溶物的溶解平衡、鹽類水解等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)、溶度積常數(shù)、鹽類水解特點(diǎn)來分析解答即可．